【題目】如圖所示，空間充滿了磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)其方向垂直紙面向里。在平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長(zhǎng)為L的剛性等邊三角形框架△DEF，DE邊中點(diǎn)S處有一帶正電的粒子，電量為q，質(zhì)量為m，現(xiàn)給粒子一個(gè)垂直于DE邊向下的速度，若粒子每一次與三角形框架的碰撞時(shí)速度方向垂直于被碰的邊，且碰撞均為彈性碰撞，當(dāng)速度的大小取某些特殊數(shù)值時(shí)可使由S點(diǎn)發(fā)出的粒子最終又回到S點(diǎn)。求：

（1）若粒子只與三角形框架碰撞兩次就回到S點(diǎn)，粒子的速度大小。

（2）若S點(diǎn)不在DE邊的中點(diǎn)，而是距D點(diǎn)的距離DS＝L/4，仍然使粒子能回到S點(diǎn)，求滿足條件的粒子的速度大小。

【答案】（1）若粒子只與三角形框架碰撞兩次就回到S點(diǎn)，粒子的速度大小為 ；

（2）若S點(diǎn)不在DE邊的中點(diǎn)，而是距D點(diǎn)的距離DS＝L/4，仍然使粒子能回到S點(diǎn)，滿足條件的粒子的速度大小為 。

【解析】

（1）粒子從S點(diǎn)以垂直于DE邊射出后，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其圓心必在DE線上，根據(jù)牛頓第二定律可得：， 解得： ，若粒子只與三角形框架碰撞兩次就回到S點(diǎn)，則圓心在三角形頂點(diǎn)，由幾何關(guān)系得： ，聯(lián)立解得：。

（2）要使粒子能回到S點(diǎn)，要求粒子每次與△DEF碰撞時(shí)，v都垂直于邊，且通過(guò)三角形頂點(diǎn)處時(shí)，圓心必為三角形頂點(diǎn)，故：，即： ， 聯(lián)立解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲為某沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，a、b、c、d是橫波上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)；圖乙是質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是___________。

A. t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度大小比質(zhì)點(diǎn)c的小

B. 波沿x軸負(fù)方向傳播

C. 波速為2.5cm/s

D. 從t=0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c先回到平衡位置

E. 0~3s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a、b的振動(dòng)路程均為30cm

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40cm.電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電荷量為q=1×10-2C，質(zhì)量為m=2×10-2kg，不考慮空氣阻力(取g=10m/s2)求：

（1）滑動(dòng)變阻器兩端電壓為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？

（2）此時(shí)電源的輸出功率是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于液體和固體的說(shuō)法中,正確的是

A. 液體的表面張力、浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象都與分子作用力有關(guān)

B. 單晶體一定是單質(zhì),有確定的幾何形狀,有確定的熔點(diǎn)

C. 多晶體沒(méi)有確定的幾何形狀,也沒(méi)有確定的熔點(diǎn)

D. 晶體都是各向異性的,而非晶體都是各向同性的

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電液體（如污水）在管中的流量（在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積）．為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道．其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c．流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）．圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料．現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直前后兩面．當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值．已知流體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為 （ 　　）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用一臺(tái)內(nèi)阻為r=1Ω的交流發(fā)電機(jī)，供給一個(gè)學(xué)校班級(jí)照明用電。如圖所示，理想升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻R=4Ω，全校共22個(gè)班，每班有““220V40W”“燈6盞，若全部電燈正常發(fā)光，則（ ）

A. 輸電線上損失的電功率為144 W

B. 遠(yuǎn)距離輸電的輸電效率為87.3%

C. 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為250 V

D. 若一教室內(nèi)某盞燈發(fā)生斷路故障，則發(fā)電機(jī)輸出電壓將變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為組裝一個(gè)測(cè)量小電阻的歐姆表,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖電路。其中干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V、內(nèi)阻r=0.5 Ω,表頭G的量程Ig=600 μA,內(nèi)阻Rg=500 Ω,定值電阻R0=1.0 Ω,R1為滑動(dòng)變阻器,Rx為被測(cè)電阻。

(1)該同學(xué)首先將表頭G與R0并聯(lián),改裝成一個(gè)新的電流表,則新電流表的量程Ig'=_____A,內(nèi)阻Rg'=_____Ω。（保留四位有效數(shù)字）

(2)將表筆與被測(cè)電阻Rx斷開(kāi),閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)R1,使表頭指針滿偏。

(3)保持R1阻值不變,將Rx接入電路,接入不同的Rx時(shí)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度不同,將表頭表盤(pán)的電流刻度改成相對(duì)應(yīng)的電阻刻度,就可以用來(lái)測(cè)量電阻的大小,則原表頭表盤(pán)電流刻度0 μA處對(duì)應(yīng)的電阻刻度值應(yīng)為_____Ω,300 μA處對(duì)應(yīng)的電阻刻度值R與Rg'的關(guān)系是R_____Rg'。(選填“>”、“=”或“<”)

(4)干電池使用一段時(shí)間后,電動(dòng)勢(shì)E幾乎不變,內(nèi)阻r變大,重新進(jìn)行步驟(2)后,再用該歐姆表去測(cè)電阻,則測(cè)量結(jié)果Rx'與被測(cè)電阻的真實(shí)阻值Rx之間的關(guān)系為Rx'___Rx。(選填“>”、“=”或“<”)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，三個(gè)質(zhì)量相同的小球，從同一高度由靜止釋放，其中a球沿豎直方向自由下落，b球沿光滑斜面下滑，c球沿光滑圓弧下滑。不計(jì)空氣阻力。

【1】從釋放到運(yùn)動(dòng)至地面的過(guò)程中，a、b和c三個(gè)小球所受重力做的功分別為Wa、Wb、Wc，則

A. Wa>Wb>WcB. Wa<Wb<Wc

C. Wa=Wb=WcD. Wa<Wb=Wc

【2】b小球從釋放到運(yùn)動(dòng)至地面的過(guò)程中，

A. 動(dòng)能減少，機(jī)械能減少

B. 動(dòng)能減少，機(jī)械能增加

C. 動(dòng)能增加，機(jī)械能增加

D. 動(dòng)能增加，機(jī)械能不變

【3】從釋放到運(yùn)動(dòng)至地面的過(guò)程中，c小球所受重力的瞬時(shí)功率

A. 變小B. 變大

C. 不變D. 先變大后變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌，間距d＝0.2m，在桌面上的部分是水平的，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)中，電阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金屬桿ab的質(zhì)量m＝0.2kg，電阻r＝1Ω，在導(dǎo)軌上距桌面h＝0.2m的高處由靜止釋放，落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s＝0.4m，g＝10m/s2. 求：

(1)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，R上的電流大�。�

(2)整個(gè)過(guò)程中R上產(chǎn)生的熱量．

(3)整個(gè)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量.

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